第5章-1-塑料注射模具结构-普通浇注系统结构

第5章塑料注射模具结构塑料成型工艺与模具结构电子教案普通浇注系统结构分型面的分类与选择成型零部件结构5.15.25.3第5章塑料注射模具结构注射模具的模架标准5.4结构零部件5.5推出机构5.6侧向抽芯与分型机构5.7温度调节系统5.85.1普通浇注系统结构普通浇注系统的组成及设计原则浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通流道浇注系统是由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分所组成。设计原则：

a.了解塑料的成型性能b.尽量避免或减少产生熔接痕c.有利于型腔中气体的排出d.防止型芯的变形和嵌件的位移e.尽量采用较短的流程充满型腔5.1普通浇注系统结构一、主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面。1）主流道通常设计成圆锥形，其锥角α=2°~4°2）为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+（1~2）mm；其小端直径d1=d2+(0.5~1)mm。如图所示。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构3）在保证塑料良好成型的前提下，主流道L应尽量短。4）主流道工作时，与注射机喷嘴接触，并与一定温度和压力的塑料熔体反复接触，冷热交替，属易损件，对材料要求较高，所以主流道一般单独设计成可拆卸更换的浇口套（也称主流道衬套），固定在定模座板上。正是由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，常将主流道制成可拆卸的主流道衬套（浇口套、唧嘴）。有A型和B型。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构浇口套与定模底板间配合采用H7/m6的过渡配合，与定位圈采用H9/f9的间隙配合。定位圈与注射机固定模板的定位孔相配合，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径由注射机定位孔直径确定。浇口套（定位圈）由M6～M8的螺钉固定在模具定模座板上。5.1普通浇注系统结构5）当浇口套与塑料接触面很大时，受到模腔内塑料的反压力很大，容易退出模具，可设计成定位环与衬套分开设计，使用时，用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。6）定位圈直径通常作Φ99.8mm，比注塑机装置孔Φ100小0.2mm，方便装模。主流道衬套通常做成Φ16mm。7）主流道衬套须加定位销作防转之用，主流道衬套的防转措施。注意：主流道衬套内壁应沿轴向抛光，若沿圆周进行抛光，产生侧向凹凸面，主流道凝料便难以拔出。5.1普通浇注系统结构二、冷料穴设计作用：储存因两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设计在主流道的末端，在分流道的末端有时也设冷料穴。主流道冷料穴底部常作成钩形或下陷的凹槽，使冷料穴在分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉住并滞留在动模一侧。5.1普通浇注系统结构（1）带“Z”形头拉料杆的冷料穴。最为常见的冷料穴，其低部作成钩状。（2）倒锥形冷料穴（3）带球形头（或菌形头）的冷料穴这两种冷料穴和拉料杆主要用于弹性较好的塑料品种。靠推板推顶塑件时，强行将其从拉料杆上刮下脱模。5.1普通浇注系统结构三、分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一端塑料熔体的流动通道。作用：改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。1、分流道的截面形状（1）为便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧。5.1普通浇注系统结构分流道可设在定模一侧；也可设在动模一侧；也可在动定模上各开设一半，但须注意两半流道要对齐。5.1普通浇注系统结构（2）常用的流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形、矩形和六角形等。用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，该比值大则流道的效率高。圆形流道的效率最高。但需开设在分型面的两侧，制造时，模板两部分对中吻合；梯形和U形截面加工容易，为常采用的形式。半圆形截面需用球头铣刀加工，在设计中也有采用。矩形截面流动阻力大，在设计中不常采用。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构2、分流道的尺寸分流道的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道的长度来确定。通常圆形截面分流道直径为2~10mm；对于大多数塑料，分流道截面直径取5~6mm；对流动性差的像PC、PSU等可大至10mm；对流动性好的像PA、PP、PE等塑料的小型塑件，在分流道长度很短时，直径可小到2mm；5.1普通浇注系统结构3、分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道的长度应尽量短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失。L1=6~10mm；L2=3~6mm；L3=6~10mm；5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构4、浇注系统的平衡（1）为什么要进行一模多腔浇注系统的平衡？要求各型腔的制品表面质量和内部性能差异不大，必须保证各型腔在成型制品时工艺条件相同（确保制品充填一致性）。一模多腔模具成型时，当所有型腔全部充满后，注射压力才会升高，若浇注系统不平衡，型腔浇口凝固有先有后，先充满的浇口已凝固，型腔内的塑件无法进行压实和保压，无法得到优良的塑件。（确保保压压力的一致性）。所以对分流道而言应达到如下要求：从主流道来的熔体能均衡到达各浇口同时充满型腔。（2）多型腔模具的型腔和分流道在模具分型面上的排布形式有：5.1普通浇注系统结构1）平衡式布置（平衡式浇注系统）特点：从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状与尺寸均应相等。目的：实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构平衡式布置常见的型腔排列方式有圆形、H形、Y形、X形和综合型等。5.1普通浇注系统结构2）非平衡式布置（非平衡式浇注系统）特点：非平衡式布置（非平衡式浇注系统）有两种情况：A:各个型腔的尺寸和形状相同，各型腔距主流道的距离不同。B:型腔和流道长度均不同可以明显缩短分流道长度，节约塑件的原材料。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5、浇注系统的平衡浇注系统的设计应使所有的型腔能同时得到塑料熔体均匀的充填，应尽量采用平衡式布置（平衡式浇注系统）。对于精度要求高、物理与力学性能要求均衡稳定的制件，尽量采用平衡式布置（平衡式浇注系统）。非平衡式浇注系统由于主流道到各个型腔的分流道长度各不相同。为了使各个型腔均衡进料，各个浇口尺寸必须不同。有时同一个模具中生产不同的塑料产品，会出现不同的型腔形状和尺寸，这时必须采取非平衡式布置，但分流道和浇口形状和尺寸必须经过计算，以使塑料熔料尽可能同时充满型腔。5.1普通浇注系统结构若需要设计成非平衡式布置（非平衡式浇注系统），可以通过调节浇口尺寸或分流道尺寸，使各浇口流量和成型工艺条件一致。这就是浇注系统的平衡。也称人工平衡。人工平衡采用称之为平衡系数法K即通过计算多型腔模具各个浇口的BGV（balancedgatevalue)值来判断或计算。

K或BGV=S/(L*a0.5)K：浇口平衡系数S：浇口端面积L：浇口长度5.1普通浇注系统结构在实际的注射模设计与生产中，常采用试模的方法达到浇口的平衡：1）首先将各浇口的长度、宽度和厚度加工成对应相等的尺寸。2）试模后检验每个型腔的塑件质量，特别检查晚充满的型腔其塑件是否出现因补缩不足所产生的缺陷。3）将晚充满塑件有补缩不足缺陷型腔的浇口宽度略微修大。4）用同样的工艺方法重复上述步骤直至OK为止。5.1普通浇注系统结构思考：图中所示是平衡式布置还是非平衡式布置？5.1普通浇注系统结构四、浇口设计浇口又称进料口（进水口、水口）是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否直接关系到塑件能否完成高质量的注射成型。1、浇口设计原则：（1）浇口尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动（蛇形流）。（2）浇口位置应有利于流动、排气和补料。（3）浇口位置应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形。（4）浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度。（5）浇口位置应考虑定位作用对塑件性能的影响。（6）浇口位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构2、浇口的类型按浇口宽度大小分为宽浇口、窄浇口。按浇口特征分为非限制浇口（直接浇口、主流道型浇口）、限制浇口。区别：非限制浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位，主要对中大型筒类、壳类塑件起引料和进料后的施压作用。限制浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，通过分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加，提高剪切速率、降低黏度，迅速均衡充满型腔，使非平衡不止的型腔达到同时进料的目的，起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。按浇口所在制品的位置可分为中心浇口和侧浇口。按浇口形状可分为扇形浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐式浇口、薄片式浇口、点浇口、潜伏浇口（隧道式浇口或剪切浇口）、护耳浇口（调整片式浇口或分接式浇口）。5.1普通浇注系统结构（1）直接浇口（SprueGate)又称主流道型浇口特点：熔体通过主流道直接进入型腔，流程短，进料快，流动阻力小，传递压力好，保压补缩作用强，有利于排气和消除熔接痕，浇注系统耗料少，模具结构简单，制造方便，应用广泛。缺点：去除浇口不便，制品上有明显的浇口痕迹，浇口部位热量集中，型腔封口迟，易产生气孔和缩孔等缺陷。5.1普通浇注系统结构使用范围：采用直接浇口的模具是单型腔模具，适用于成型深型腔的壳体形或箱形制品，不易用于成型平薄或容易变形的制品。尤其对热敏性塑料及流动性差的塑料成型有利如聚碳酸脂、聚砜等高粘度塑料。5.1普通浇注系统结构在设计直接浇口时，为了减少与塑件接触出的浇口面积，防止在该出产生缩孔、变形等缺陷，一方面应尽量选用较小锥度的主流道锥角2°~4°，另一方面尽量减少定模板和定模座板的厚度。成型薄壁制件时，根步直径不超过制品壁厚的2倍。5.1普通浇注系统结构（2）矩形侧浇口(EdgeGate)5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构侧浇口又称边缘浇口，国外又称为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上。其截面形状多为矩形（扁槽）。优点：1）这类浇口可以根据塑件的形状选择其位置，加工和修整方便，是应用较广泛的一种浇口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具。2）能改变浇口的宽度与厚度，可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。3）去除浇口方便4）对各种塑料的成型适应性强。缺点：在制品的外表面留有浇口痕迹，压力损失大，易产生熔接痕、缩孔及气孔。5.1普通浇注系统结构侧浇口的大小由其厚度、宽度和长度决定，确定的经验公式参见t=(0.6~0.9)δb=[(0.6~0.9)*A0.5]/301)一般侧浇口厚度为0.5~2.0mm，宽度为1.5~5.0mm，浇口长度为0.8~2.0mm.2)大型复杂塑件,浇口厚度为2.0~2.5mm，宽度为7.0~10mm，浇口长度为2.0~3.0mm.3)搭接部分的长度l1=(0.6~0.9)+b/2mm,浇口长度取l=2.0~3.0mm.5.1普通浇注系统结构1）分流道、浇口与塑件在分型面同一侧的形式；2）分流道、浇口和塑件在分型面两侧的形式；浇口搭接在塑件上；3）分流道和浇口、塑件在分型面两侧的形式；浇口搭接在分流道上；有搭接形式的侧浇口是塑件端面进料的侧浇口。（3）扇形浇口(FanGate)5.1普通浇注系统结构扇形浇口(FanGate)是侧浇口的一种变异形式。是一种沿浇口方向，宽度逐渐增加，厚度逐渐减小的呈扇形的侧浇口。又称为宽阔的边缘浇口。常用于扁平而平薄的塑件，如盖板、托盘类；平衡流动，塑料前锋平稳进入产品。尺寸：浇口厚度t大概0.25~1.0mm浇口与型腔结合处长l大概（1~1.3mm)扇形浇口的宽度b大于6mm整个扇形的长度L=6mm左右5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构优点：采用扇形浇口,能使塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配,塑件的内应力较小,可避免流纹、困气烧黑等不良现象。缺点：浇口痕迹明显。5.1普通浇注系统结构（4）平缝浇口侧浇口的另外一种变异形式，又称薄片浇口5.1普通浇注系统结构产品充填不满胶（见附图），提高料温，加快充填速度，加大注塑压力，均无法解决，并且分流道与浇口位置出现大面积披锋原因分析：

主要原因为分流道太长、太细，熔体到浇口时因为冷却的原因，黏度已经很高，流动性很差，导致产品不满胶。至于分流道及浇口附近的大面积披锋，则是压力过大所致.5.1普通浇注系统结构再次试模时，产品满胶了，披锋没有了！而且因为浇口比较薄，加工的时候用披锋刀沿齿背即可轻松批下来

.5.1普通浇注系统结构特点：宽度很大，厚度很小，类似环形与扇形浇口，几何上成为一条窄缝。料流的线速度平稳均匀地流入型腔，降低塑件的内应力，降低因取向而造成的翘曲。主要用来成形尺寸较大的扁平塑件。缺点：浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在塑件上的痕迹更明显。5.1普通浇注系统结构（5）环形浇口

5.1普通浇注系统结构采用圆环形进料形式充填型腔的浇口称环形浇口，环形浇口的特点是进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕基本避免。图a所示为内侧进料的环形浇口，浇口设计在型芯上；图b所示为端面进料的搭接式环形浇口。图c为外侧进料的环形浇口。环形浇口主要用于成型圆筒形无底塑件，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难，浇口痕迹明显。5.1普通浇注系统结构（6）点浇口点浇口（DropblueGate）Yellow5.1普通浇注系统结构又称针点式浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口。特点：限制性浇口，前后两端存在较大的压力差，可较大程度上增大塑料熔体的剪切速率，使黏度下降，流动性增加，有利于型腔的充填。常用于成型各种壳类、盒类塑件以及薄壁塑件、和像PP、PE等表观黏度随剪切速率变化敏感的塑料。不利于成型流动性差、热敏性塑料、平薄易变形及形状复杂的塑件。使用在三板模模具，采用点浇口进料的浇注系统，在定模部分必须增加一个分型面，用于取出浇注系统凝料。可以多点进浇，减少翘曲变形。5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构（7）潜伏式浇口(SubmarineGate)PartingLine5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构5.1普通浇注系统结构又称剪切浇口，由点浇口变异而来。特点：1）圆锥形浇口,与分模线以下的产品相交，斜向开设在模具的隐蔽处。2）塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端面注入型腔，塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量和美观效果。3）浇口在模具开模时自动切断。潜伏浇口的形式5.1普通浇注系统结构浇口开设在定